食用菌漆酶及其對農藥殘留降解作用的研究進展

劉紹雄 李建英 劉春麗 王明月 羅孝坤 張微思*

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食用菌漆酶及其對農藥殘留降解作用的研究進展

劉紹雄1李建英1劉春麗1王明月3羅孝坤2張微思1*

（1. 中華全國供銷合作總社昆明食用菌研究所，云南 昆明 650221；2. 云南省供銷合作社科學研究所，云南 昆明 650221；3. 云南省農村科技服務中心，云南 昆明 650021）

綜述食用菌產漆酶規律、食用菌農藥殘留消解規律，以及漆酶對農藥殘留降解作用等方面的研究進展。其中，食用菌產漆酶規律的研究包括不同食用菌的產酶規律、食用菌漆酶的酶學特性、漆酶與食用菌生長相關性等；食用菌的農藥殘留消解規律的研究內容含食用菌培養基中和子實體中的農藥殘留消解兩個方面。

食用菌；漆酶；農藥殘留；降解作用

我國是農業生產大國，農藥作為農業生產中的重要植保產品，在保障農業的穩產、高產中發揮了不可替代的作用[1]。在食用菌生產中，除了病蟲害防治中農藥的不規范使用帶來的直接農藥殘留風險外，使用有農藥殘留的土壤、水及栽培料等也會間接導致食用菌農藥殘留問題[2]。隨著食品安全問題越來越受到人們的重視，食用菌中的農藥殘留問題也日益被關注，已成為影響我國食用菌產業健康可持續發展的主要制約因素之一。

食用菌漆酶（Laccase）是指食用菌在其生長發育過程中產生的一種含銅多酚氧化酶[3, 4]，是食用菌胞外酶系的主要成員之一。有研究表明，漆酶在食用菌的生長過程中具有重要的功能，如：降解培養料中的木質素，促進菌絲體的生長發育和香菇菌棒轉色，抑制雜菌生長，降解農藥殘留等[5～7]。目前，已有學者對食用菌漆酶的生物學性質及其在環境修復和食品領域中的應用研究進展進行了綜述，但對食用菌漆酶及對農藥殘留降解作用的相關綜述鮮有報道。本文結合前人的研究報道，綜述食用菌產漆酶規律、食用菌中農藥殘留的消解規律，以及漆酶對農藥殘留降解作用等方面的最新研究進展，以期為食用菌中農藥殘留治理、安全生產、漆酶的開發利用等提供理論依據。

1 食用菌產漆酶規律研究

不同食用菌品種產漆酶能力不同，且漆酶在食用菌不同生長階段和不同生長條件下，其酶活規律也不盡相同。因此，研究不同食用菌品種的產漆酶能力、產酶規律、酶學特性及調控機制等，對食用菌漆酶的開發與利用具有重要作用。

1.1 不同食用菌產酶規律

目前，在食用菌漆酶相關研究報道中，關于漆酶酶活規律及酶學特性研究的報道較多。孫淑靜等[8]對不同食用菌品種產漆酶規律的研究結果，產漆酶能力較強的菌種菌絲生長較快，產酶高峰大多出現較早；而產漆酶能力較弱的菌種菌絲生長較慢。朱海瀟[6]通過比較食用菌產漆酶能力，并對漆酶性能進行了研究，發現液體發酵周期較短、易培養的菌株產漆酶能力較強；發酵周期較長、培養難度較大的菌株產漆酶能力極弱。這些研究均表明食用菌菌株產漆酶能力與菌絲生長速度有密切關系。

1.2 食用菌漆酶的酶學特性

研究顯示，漆酶具有較為廣泛的底物專一性和較好的穩定性，具有很高的應有價值[9]。不同食用菌漆酶的酶學特性不盡相同。竇隆等[9]的研究表明，糙皮側耳漆酶最適反應溫度為63 ℃，最適反應pH為6.0；Cu2+、Mn2+、Zn2+對酶的活性有促進作用，Ca2+、Fe2+、Fe3+和Pb2+對酶活表現為抑制。萬善霞等[10]研究認為，杏鮑菇漆酶最適反應溫度為45 ℃，最適pH為3.0；Na+、K+、Mg2+、Cu2+、Pb2+、Zn2+對酶的活性有促進作用，Ca2+、Mn2+、Fe2+、Ag+則有抑制作用。張初署等[11]研究指出，食用菌SJ-1漆酶的最適反應溫度為35 ℃，最適反應pH 為3.0；Cu2+對該漆酶的酶活有一定的激活作用，而Fe2+、Ca2+、Mg2+、Na+、K+對其酶活有較強的抑制作用。肖楚[12]研究表明，黑木耳漆酶最適反應溫度為45 ℃，最適反應pH為4.0。姚良同等[13]的研究結果，滑菇漆酶最適反應溫度為30 ℃，最適反應pH為4.8。趙曉燕等[14]研究認為，灰樹花漆酶最適反應溫度為65 ℃，最適反應pH為2.2。總的來說，多數食用菌漆酶的最適反應溫度在30～65 ℃之間，最適反應pH在2.0～6.0之間，不同的金屬離子可激活或抑制漆酶的活性。

1.3 漆酶與食用菌生長的相關性

漆酶作為食用菌胞外酶系的主要成員之一，對食用菌菌絲生長、原基形成、產量及農藝性狀等均具有重要影響。袁勝東[15]研究表明，猴頭菌漆酶與菌絲的大量生成有關，漆酶只是在菌絲生長活躍的時期與活躍的區域，酶活性較高；漆酶與猴頭菌原基的形成相關，原基形成時出現酶活高峰。韓增華等[16]對黑木耳胞外酶活變化與栽培性狀比較的研究揭示，漆酶與食用菌栽培產量呈正相關關系。張權[17]研究漆酶活性與香菇農藝性狀關系的結果表明，漆酶活性越高，香菇轉色越早，出菇也就越早。

2 食用菌中農藥殘留消解規律研究

栽培基料農藥污染和出菇期直接噴施農藥是造成食用菌農藥殘留的主要來源。因此，研究分析食用菌培養料和子實體中的農藥殘留及消解規律，為食用菌生產中的農藥使用提供參考。

2.1 食用菌培養基中的農藥殘留與消解規律

食用菌栽培生產原料來源廣泛，栽培方式多種多樣，為了防治病蟲害，減少污染，采用農藥拌料栽培的情況非常普遍。因此，研究農藥在食用菌培養基中的殘留及消解規律十分必要。大量研究表明，食用菌的生長加速了培養料中的農藥降解，對培養料進行高溫滅菌能有效促成大多數農藥的降解，而降解率大小與農藥理化性質的穩定性有關，農藥在培養料中消解動態符合一級動力學方程。曲明渣[18]研究表明，菌絲生長加速了培養料中的農藥降解；高壓滅菌對多菌靈、有機氯農藥、百菌清降解有較大效應，降解率可達50%～97%。康文斌[19]研究顯示，在滅菌24 h后的降解率毒死蜱達78.92%，甲氰菊醋為44.97%，多菌靈達76.60%；而甲萘威在滅菌12 h后的降解率就可達99.99%。溫志強等[20]的研究結果，8種農藥在高溫滅菌30 h后，在培養料中的降解率達16%～100%。王瑞清等[21]研究認為，敵敵畏在常壓滅菌6 h后幾乎完全分解，百菌清和甲基托布津在滅菌 12 h后的降解率高達 90%以上。樊中臣[22]研究顯示，聯苯菊酯等5種供試擬除蟲菊酯類農藥在平菇培養料中的消解動態符合一級動力學方程。常津毓[23]的研究結果，吡蟲啉在榆黃蘑和平菇及其培養料中的降解過程均符合一級動力學方程。劉洋等[24]研究表明，5種農藥在培養料中的降解符合一級動力學方程。

2.2 食用菌子實體中的農藥殘留與消解規律

農藥以拌料方式使用時，有些農藥在高溫滅菌和菌絲生長等環節中被降解，培養料中的農藥殘留不會向子實體轉移。黎志銀[25]研究表明，敵敵畏等 9 種農藥以拌料方式使用，一些農藥在高溫滅菌中大部分就被降解，其中敵敵畏降解率近100%，在菌絲生長過程中也會降解大部分農藥。樊中臣等[22]、曲明渣[18]、胡月等[26]研究均指出，擬除蟲菊酯類農藥、百菌清、吡唑醚菌酯農藥易降解或被菌絲吸收固定，不會在子實體中殘留。但康文斌[19]研究認為，田間推薦使用農藥拌料栽培，易造成子實體農藥殘留超標，即使低濃度，有些品種也會產生農藥殘留，同時部分農藥還會對子實體的產量和采收期造成影響。

研究表明，食用菌菌絲具有很強的農藥富集能力[19]，而子實體對農藥有一定的降解作用[24]，子實體中的農藥消解速率要快于培養料[27]，農藥在子實體中的殘留消解過程符合一級動力學方程[22, 23, 26]。部分農藥，如多菌靈、噻菌靈等，即使直接噴施于食用菌子實體，其在收獲期的農藥殘留量也低于檢出極限[27]。但農藥直接噴施會導致不出菇或影響出菇品質等情況，且子實體生長周期較短，農藥降解不徹底，容易出現子實體殘留超標[28]。因此，在食用菌生產中，對原材料的使用應嚴格檢測并控制農藥殘留，要規范農藥的使用，應使用易降解、低殘留、安全性高的農藥，并盡可能地采用物理方法進行病蟲害防治。

3 漆酶對農藥殘留的降解作用研究

從對食用菌菌絲、培養料及子實體中的農藥殘留消解規律的研究來看，食用菌的生長發育過程對農藥的降解具有重要作用，而食用菌漆酶在其生長發育中具有重要功能。研究漆酶對農藥殘留的降解作用，將為食用菌農藥殘留治理、安全生產和漆酶的開發利用等提供理論依據。目前，關于食用菌漆酶降解農藥作用的研究報道較少，漆酶對農藥殘留的作用研究主要集中在白腐真菌上，特別是多孔菌科。如：李環明[29]研究證明，白腐真菌漆酶對嘧菌酯有著高效的降解效果，篩選出的4種白腐真菌（野生香菇、輪紋韌革菌、朱紅密孔菌和東方栓菌）對嘧菌酯的降解率可達80%以上。靖德軍等[30]研究粗毛栓菌漆酶對有機磷農藥的降解作用，指出在20～30 ℃范圍內漆酶對4種有機磷農藥的降解率為最大，適合于在自然環境下的降解。谷月[31]研究表明，一色齒毛菌漆酶對百菌清有很強的降解能力，經過活菌降解3天的樣品中百菌清的殘留率僅為1.92%。趙月春等[32]研究表明，多孔菌漆酶能提高土壤DDTs降解率。汪敏敏[33]研究顯示，雜色云芝漆酶加香草醛介體體系對有機磷殺蟲劑毒死蜱的降解作用最大，香草醛與毒死蜱的摩爾比分別為40和80，在30 ℃、pH 5.0的條件下，24 h內毒死蜱的降解率可達98%。以上研究都表明，真菌漆酶對不同農藥具有較強的降解作用，且漆酶在固定化后或加入介體時，能有效促進其對農藥的降解作用[33～37]。

4 展 望

農藥的使用在食用菌生產中必不可少，如何規范用藥，科學控制施藥量，既達到植保效果，又不影響產品質量，是食用菌科學生產的重要問題。食用菌在生長發育過程中，通過自身的代謝對農藥具有一定降解作用，漆酶作為食用菌代謝的重要胞外酶，既對食用菌的生長發育具有促進效果，又能對農藥產生較強的降解作用。深入研究食用菌漆酶對農藥殘留的降解作用具有重要的現實意義。

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云南省應用基礎研究計劃青年項目“平菇漆酶對體內有機氯農藥殘留消解動態影響的研究”（2015FD071）

劉紹雄（1987—），男，助理研究員，主要從事食用菌菌種選育及栽培技術研究。E-mail：305475365@qq.com。

張微思（1982—），男，副研究員，主要從事食用菌研究工作。E-mail：zws82@126.com。

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2095-0934（2018）04-218-04